Principi per la selezione delle valvole di controllo nelle piante chimiche

Valvole di controllosvolgere un ruolo cruciale nella regolazione del flusso di fluidi, della pressione e della temperatura nelle piante chimiche. La corretta selezione non solo migliora l'efficienza del sistema, ma minimizza anche i costi operativi e impedisce perdite di energia non necessarie. Questo articolo fornisce una panoramica dettagliata dei principi per la selezione delle valvole di controllo, inclusi i requisiti di prestazione e il calcolo dei valori CV.

1. Principi di base per la selezioneValvole di controllo

1. Requisiti del processo di soddisfazione
   Valvole di controlloDovrebbe essere selezionato in base a parametri di processo specifici come le caratteristiche del mezzo, la pressione operativa, l'intervallo di temperatura e i requisiti di flusso per garantire che la valvola soddisfi le richieste di processo.
2. Selezione delle caratteristiche di flusso appropriate
   Valvola di controllos Vieni con varie caratteristiche di flusso (ad es. Lineare, uguale percentuale, apertura rapida):
   • Lineare: Adatto per processi con piccole varianti di carico.
   • Uguale percentuale: Ideale per applicazioni con grandi variazioni di carico e requisiti di precisione elevati.
   • Apertura rapida: Comunemente usato per il controllo on-off.
3. Economia e durata
   Il materiale e la struttura della valvola dovrebbero essere appropriati per evitare sovratensione e garantire la stabilità a lungo termine in ambienti con alte temperature o mezzi corrosivi.
4. Compatibilità con gli attuatori
   ILvalvola di controlloDeve essere compatibile con la velocità di risposta dell'attuatore e l'accuratezza della regolazione per ottenere un controllo automatico stabile.
5. Facilità di funzionamento e manutenzione
   Seleziona i progetti di valvole facili da installare e mantenere, riducendo il carico di lavoro operativo.

2. Calcolo e selezione del valore CV (coefficiente di flusso)

1. Definizione del valore CV
Il valore CV indica la portata (in galloni al minuto) di acqua che passa attraverso la valvola quando è completamente aperta sotto una caduta di pressione di 1 psi. È un parametro critico per la selezione delle valvole di controllo per assicurarsi che soddisfino i requisiti di flusso effettivi.

2. Formule di calcolo del valore CV
La formula per il calcolo del valore CV varia in base al tipo di mezzo:

• Per mezzi liquidi:

• Dove:
  • $QQ$

    D: portata (m³/h o gpm)

  • $\Delta P\; \backslash \; delta\; p$

    ΔP: caduta di pressione attraverso la valvola (bar o psi)

  • $GG$

    G: densità relativa del mezzo (basato sull'acqua, che ha una densità di 1)

• Per i media gassosi:

• Dove:
  • $QQ$

    D: portata (misuratori cubi standard all'ora)

  • $\Delta P\; \backslash \; delta\; p$

    ΔP: caduta di pressione attraverso la valvola (bar o psi)

  • $TT$

    T: temperatura assoluta del mezzo (℃)

  • $ZZ$

    Z: fattore di compressibilità (circa 1 per i gas ideali)

  • $P1p\_1$

    P1: pressione di ingresso assoluta (bar o psi)

• Per i media Steam:

• Dove:
  • $QQ$

    D: portata di massa a vapore (kg/h)

  • $VV$

    V: volume specifico di vapore (m³/kg)

3. Principi di selezione del valore CV

• Margine di progettazione: In genere, un margine del 10% -20% viene aggiunto al valore CV calcolato per adattarsi alle fluttuazioni.
• Gamma di lavoro: Le valvole di controllo funzionano meglio entro il 30% -70% del valore CV completamente aperto, garantendo una regolazione precisa e sensibile.

3. Selezione di materiali e strutture delle valvole

1. Selezione del materiale
Il materiale dovrebbe essere scelto in base alle caratteristiche e alle condizioni di processo del mezzo:

• Acciaio al carbonio: Adatto per la temperatura normale e i media non corrosivi.
• Acciaio inossidabile: Appropriato per mezzi leggermente acidi, alcalini o corrosivi.
• Materiali in lega: Progettato per ambienti ad alta temperatura, ad alta pressione e fortemente corrosivi.
• Ptfe/gomma: Usato per mezzi a bassa temperatura o debolmente corrosiva.

2. Selezione strutturale

• Valvole di controllo a sedile singolo: Per la caduta a bassa pressione e le piccole applicazioni di flusso, offrendo una perdita minima.
• Valvole di controllo a doppio posto: Per caduta ad alta pressione e flusso grande, sebbene con perdite leggermente più elevate.
• Valvole di controllo guidate da gabbia: Combinando i vantaggi delle valvole a doppio e doppio posto, adatte alla caduta ad alta pressione e al flusso di grande.
• Valvole a sfera: Ideale per supporti ad alta pressione o contenente particelle.
• Valvole a farfalla: Adatto per diametri di grandi dimensioni e applicazioni a bassa pressione.

4. Considerazioni di installazione e messa in servizio

1. Posizione e orientamento
   • Le valvole di controllo devono essere installate su sezioni del tubo orizzontale, con l'orientamento del corpo della valvola che corrisponde alla direzione del flusso indicato.
   • Evitare l'installazione in aree con elevata vibrazione per evitare una durata della valvola ridotta.
2. Design della pipeline di bypass
   • Per i cicli di controllo critici, è necessario installare una pipeline di bypass per consentire il funzionamento del sistema durante la manutenzione o la sostituzione della valvola.
3. Messa in servizio e calibrazione
   • Durante la messa in servizio, regolare la velocità di risposta e il controllo della risposta dell'attuatore per garantire che la valvola risponda prontamente e accuratamente ai segnali di controllo.

5. Esempio pratico

In un impianto chimico, un mezzo liquido viene trasportato ad una portata di 30 m³/h. La pressione a monte è di 5 bar e la pressione a valle è di 3 bar. Il mezzo è acqua (densità relativa = 1).

Calcola il valore CV richiesto: